题目
.求极限 lim _(xarrow infty )dfrac (arctan x)(x).
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题目解答
答案
解:
解析
考查要点:本题主要考查有界函数与无穷小量乘积的极限性质,以及反正切函数(arctan x)的基本性质。
解题核心思路:
当$x \rightarrow \infty$时,分母$x$是无穷大量,而分子$\arctan x$的取值范围为$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$,即$\arctan x$是有界函数。根据“有界函数与无穷小量的乘积仍是无穷小量”的性质,即可直接得出极限结果。
破题关键点:
- 明确$\arctan x$的有界性(绝对值不超过$\frac{\pi}{2}$);
- 将分式$\frac{\arctan x}{x}$转化为$\arctan x \cdot \frac{1}{x}$,其中$\frac{1}{x}$是无穷小量;
- 应用极限性质:有界函数乘以无穷小量的极限为0。
步骤1:分析分子和分母的性质
- 当$x \rightarrow \infty$时,$\arctan x$的取值范围为$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$,即$\arctan x$是有界函数,存在常数$M = \frac{\pi}{2}$,使得$|\arctan x| \leq M$。
- 分母$x$是无穷大量,$\frac{1}{x}$是无穷小量,且$\lim\limits_{x \rightarrow \infty} \frac{1}{x} = 0$。
步骤2:应用极限性质
将原式改写为:
$\frac{\arctan x}{x} = \arctan x \cdot \frac{1}{x}$
由于$\arctan x$是有界函数,$\frac{1}{x}$是无穷小量,根据“有界函数与无穷小量的乘积仍是无穷小量”的性质,可得:
$\lim\limits_{x \rightarrow \infty} \arctan x \cdot \frac{1}{x} = 0$